작물생리학 01 식물의 조직과 성분

물관부

  도관부 유세포는 물관부의 구성요소이고, 통도역할을 담당하는 조직은 물관과 헛물관이며, 헛물관은 양치식물과 나자식물에 있고, 물관이나 헛물관에는 막공(Pit)이 있으며, 식물체에서 양분의 전류시에 전류에 필요한 에너지를 공급하는 조직은 반세포이다.

  영구조직은 유조직, 기계조직, 통도조직으로 나눌수 있고, 유조직은 동화조직, 저장조직, 저수조직, 통기조직 등이 있고, 기계조직은 후막조직, 후작조직(살아있는 세포 – 봉선화) 등이 있으며, 통도조직은 물관, 헛물관, 체관 등이 있고, 2중막으로 싸여 있는 세포소기관에는 핵, 미토콘드리아, 엽록체가 있으며 이들은 자가증식이 가능하다. 소스와 싱크를 연결하는 가장 중요한 것은 체관이고, 식물의 세포벽 구조에 중층을 구성하는 가장 중요한 성분은 펙틴이며, 곁뿌리는 중심주의 내초에서 분기하고, 줄기의 가지는 줄기표면에서 분기한다.

  목본식물과 초본식물의 줄기 주변부에서 볼 수 있고, 길고 모서리가 비후한 조직은 후각조직이며, 유성번식은 종자만으로 묘를 생산해 내는 것이고, 기본조직계는 유조직과 일부 기계조직으로 줄기나 뿌리의 피층, 방사조직, 속 등과 잎의 책상조직, 해면조직 등이 포함되며, 양분의 동화, 저장을 담당한다.

  딕티오솜은 소포체 분비 물질을 농축하고, 저장하는 역할을 하고, 미세소관은 튜불린 단백질로 구성되어 있으며, 미소섬유는 수축성 구조단백질과 긴 섬유로 되어 있고, 퍼록시솜은 카탈라아제라는 지방산분해효소를 생성한다.

  안토시안은 산성에서는 적색, 알칼리성에서는-푸른색을, 중성에서는 보라색을 나타낸다. 과실 색택과 풍미에 관여하는 원소는 칼리(K)이고, 원형질의 물리화학적인 체제, 수화성, 완충작용, 원형질막의 투과성에 관여한다. 철(Fe)이 부족하면 엽맥간 Clorosis 현상이 나타나며, 심하면 어린 잎은 하얗게 변하고 엽맥은 연록색으로 나타난다. NO3-와 길항작용을 하는 성분은 Cl-이며, 원형질막의 투과성에 관여하는 성분은 H+, Ca+이며, 아연은 인슐린의 구성성분이고, IAA의 전구 물질인 트리토판의 생합성에 관여한다. 망간(Mn)은 IAA의 산화를 조절하고, 몰리브덴(Mo)은 질산환원 효소의 구성성분으로 결핍시 NO3- 집적에 관여하며, 두과작물 질소결핍 현상과 관계가 있고, 알칼리성일 때 유효도가 증가하며, 산성토양에서 유효도가 감소한다. 황(S)은 근류균의 질소고정에 관여하고, 붕소(B) 결핍시 생장점의 분열이 정지되고 유관속 파괴되며, 유조직이 터져서 흑화된다. 사과의 코르크병과 축과병 원인, 보리의 불임도 증가하며, 50%가 세포벽이나 세포내 물질에 고정하여 작물체내 재분배가 잘 안 된다.

  유황동화가 일어나는 장소는 뿌리, 잎(잎의 엽록체) 등이고, 질소의 동화과정에서 질산태 질소의 환원이 일어나는 장소는 세포질과 엽록체(Chloroplast)이며, 1단계 환원은 세포질 - NO3- → NO2- (Nitrate Reductase)이고, 2단계 환원은 엽록체 - NO2- → NH3 (Nitrite Reductase)이다.

  구리(Cu)는 Polyphenol Oxidase, Lactase의 구성성분으로 엽록체(Cholroplast)안에 존재하고, 엽록체, 미토콘드리아 안에 비교적 많이 존재하며, 마그네슘(Mg)은 인산화 과정에 관여하여 거의 모든 효소의 Cofactor로 효소와 ATP, ADP를 연결시켜 주는 원소이며, 식물체 내에서 인산(P)가 가장 많은 조직은 분열조직이고, 산성토양에서 부족하기 쉬운 원소으로, 결핍시 잎이 암록색으로 되며, 과실종자 성숙도 지연시킨다. 칼륨(K)을 가장 적게 함유하는 부분은 종자이고, 칼슘(Ca) 과잉시 길항작용으로 K, Na, Mg, B 등이 결핍되기 쉽다.

  또한 칼슘 결핍시 뿌리끝 발달 혼란하고, 젊은 잎 기형화되며, 황백화 및 갈색화, 목질화 촉진, 세포벽의 중층에서 펙틴과 결합하여 세포를 결합시킨다. 나트륨(Na)은 C4 또는 CAM 식물에서 PEP Carboxylase의 기능 발휘에 관여한다.

  필수원소 여부를 판정하기 위한 시험 중 가장 좋은 방법은 수경재배이고, 수확체감의 법칙은 Mitscherlich(미트셜리치)가 주장했으며, 염소(Cl)는 무기염화물로 존재하고, 안토시안의 성분으로전자를 제2광계의 엽록소에 전달한다. 두과작물의 근류에서 산소를 전달하는 것은 Leghemo globin이고, 과수나 화곡류의 잎에는 69~80%, 채소류의 잎이나 과실에는 90%, 종자에는 8~17%가 존재한다.